芍药属芍药组的变异与进化：形态、染色体和分子证据

论文摘要

芍药属Paeonia是芍药科Paeoniacea内唯一的一个属。包括大约35个种,间断性的分布于北温带地区。其内三个组分别是牡丹组（sect. Moutan）、北美芍药组（sect. Onaepia）和芍药组（sect. Paeonia）。芍药组是芍药属中最大,也是唯一具有染色体倍性变化的一个组,现有大约25个种。其中,大约半数的种是四倍体（2n=20）,主要分布于地中海地区。虽然有证据表明四倍体类群大多为异源起源,但芍药属内一致的核型、相似的形态和重叠的地理分布使得它们的起源和分类一直存在很大的争议。本研究利用了4个细胞核DNA片段（乙醇脱氢酶基因-Adh1和Adh2;nrDNA的内转录间隔区-ITS;甘油-3磷酸乙酰转移酶基因-GPAT）和4个叶绿体DNA片段（matK基因;基因间隔区trnL-trnF、psbA-trnH和rps16-trnQ）对芍药组的网状进化进行部分重建。并在此基础上,对推测为杂交起源的P. anomala进行了形态学和细胞发生的研究。主要研究结果如下:1.芍药组的系统学利用多个DNA分子标记（cpDNA: matK, rps16-trnQ; nrDNA: ITS, Adh1, Adh2）,芍药组的二倍体和四倍体类群的系统发育被部分重建。基于最大简约法、贝叶斯法和最大似然法的系统发育分析表明:（a）除P. tenuifolia之外,所有地中海地区分布的二倍体类群构成一个单系分支。该支与亚洲分布的二倍体类群以及P. tenuifolia成并系关系。（b）核和叶绿体DNA系统发育树的不一致,以及ITS、Adh基因的多态性的分析,表明部分二倍体类群间和四倍体类群间都存在杂交事件。这些类群包括:中国新疆阿勒泰地区分布的二倍体种P. anomala和P. intermedia（杂种个体XJ053）;高加索地区分布的二倍体种P. tenuifolia和P. daurica（杂种个体H9933）;土耳其分布的四倍体种P. mascula和P. kesrouanensis（杂交个体在两个居群中检测到）。（c）不一致的核和叶绿体DNA系统发育树,以及Adh基因表现出的相同多态性模式进一步支持早先的推测,即四倍体类群P. arietina是异源四倍体。同时扩大的数据分析显示P. obovata近缘类群为其母系亲本,P. tenuifolia近缘类群为其父系亲本。此外,形态上具有一定分化的两个亚种P. arietina ssp. arietina和P.

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概论
• 第一节 芍药属系统学研究进展
• 第二节 杂交式物种形成的研究进展
• 第三节 本研究的目的及方法
• 第二章 芍药组的网状进化
• 2.1 实验材料和方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.3 序列数据收集及处理
• 2.2 实验结果
• 2.2.1 芍药组二倍体类群的系统发育分析
• 2.2.2 芍药组四倍体类群的系统发育分析
• 2.2.3 Adh 基因的序组成和分化
• 2.3 讨论
• 2.3.1 芍药组二倍体类群的系统发育关系
• 2.3.2 二倍体类群间近期杂交事件
• 2.3.3 芍药组四倍体类群的起源
• 2.3.4 芍药组的网状进化
• 2.3.5 芍药组的生物地理
• 2.3.6 Adh 基因在芍药属内的进化
• 第三章 P. anomala L.的物种起源和细胞学研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料和方法
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 细胞学研究
• 3.3.2 形态分析
• 3.3.3 分子系统学分析
• 3.4 讨论
• 3.4.1 芍药属细胞学研究
• 3.4.2 P. anomala L.起源式样
• 3.5 图版说明
• 第四章 P. obovata Maxim.（Paeoniaceae）四倍体类群的起源
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料和方法
• 4.3 实验结果
• 4.4 讨论
• 4.4.1 P. obovata Adh 基因的进化
• 4.4.2 P. obovata 四倍体类群的起源
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历